超声波电机的设计

任务书任务书论文（设计）题目：超声波电机的设计学号：姓名：专业：指导教师：系主任：一、主要内容及基本要求超声波电机是国内外日益受到重视的一种新型驱动电机，通过查找相关文献，熟悉其工作原理和运行机理，结合本科所学机械各学科方面的知识，完成超声波电机结构部分的设计。主要研究内容包括以下几个方面：1 超声波电机的运行机理。2 定子谐振频率的计算。3 压电陶瓷换能器的设计和制作。4 定子的设计及制作。5 转子的设计及制作。6 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写。基本要求：学习查阅文献，具备综合归纳资料的能力；综合运用本科阶段所学知识，分析与解决超声波电机结构设计过程中所遇问题；并利用 AutoCAD 软件绘制了其装配图和各个零件图；通过翻译 3000 字的外文资料获取国外在该行业的最新发展动态。二、重点研究的问题理解超声波电机的工作原理和运行机理，弄清其结构特点，定子谐振频率的计算，定子的设计及制作，转子的设计及制作；理解超声波压电陶瓷和压电振子的特性，弄清超声波电机的振动特性及动力响应特性；理解超声波电机的驱动和控制及超声波电机的分析与设计。设计一台超声波电机。三、进度安排序号 1 2 3 4 5 6 7 各阶段完成的内容选题查阅与收集资料超声波电机结构的设计完成所要求图纸完成设计说明书进行最后的修改答辩完成时间第 1 周第 2~5 周第 6~9 周第 10~11 周第 12~13 周第 14 周第 15 周四、应收集的资料及主要参考文献 [1] 刘晋春，特种加工，第五版[M].机械工业出版社.2008 [2] 史敬灼，超声波电机运动控制理论与技术.北京:科学出版社.2011.10 [3] 胡敏强，金龙，顾菊平，超声波电机原理与设计. 北京: 科学出版社.2005 [4] 姜楠，方光荣，刘俊标，束娜. 国内外超声波电动机驱动技术的最新进展. 微特电机. 2005.9 [5] 赵淳生，对发展我国超声电机技术的若干建议.微电机.2006 [6] 胡敏强，超声电动机的研究及其应用[J].微特电机.2000 [7] 淮良贵，纪名刚，机械设计,第六版[M].北京:高等教育出版社,1996 [8] 郑凯，杨义勇，胡仁喜.Solid Edge 应用教程[M].清华大学出版社，2008.4 [9] 芦亚萍，孟繁琴，袁云龙.超声波电机研究现状.微电机.2005 [10] 杨明，阙沛文. 超声电机变频驱动源的设计与分析. 压电与声光。 [11] 顾绳谷，电机及拖动基础，第四版[M]. 机械工业出版社.2007.10 [12]罗宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].高等教育出版社，2006.5 鉴定意见鉴定意见学号：姓名：专业：毕业论文（设计说明书）页图表张论文（设计）题目：超声波电机的设计内容提要：超声波电机是目前世界研究的热点课题。本文以超声波电机的设计为题目，充分利用本科阶段所学习的知识，参考了大量的国内外文献，总结了超声波电机的发展历史和意义。介绍了超声波电机的工作原理、分类和特点。并结合自己本科阶段学习的机械方面的各科知识，完成了对超声波电机的各个主要零件包括压电陶瓷片、定子、转子以及定转子之间的弯曲配合、超声波电机压盖和底座的结构和尺寸设计和所有零部件之间的装配关系。从理论上设计出了一台超声波电机，并利用 Auto CAD 画图软件，绘制了其装配图，各个零件图。通过图书馆外文资料库，查找了最新动态的机械行业的外文文献，并翻译了其中一篇 3000 字以上的文献。选题明确，方案合理，分析论证正确，图表规范，设计期间遵守校规校纪，有较指导教师评语强的工作能力。指导教师：年月日答辩简要情况及评语答辩小组组长：年月日答辩委员会意见答辩委员会主任：年月日评阅表学号姓名专业毕业论文（设计）题目：超声波电机的设计评价项目选题综合训练的目的； 2.难度、份量是否适当； 3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力 1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力； 2.是否有综合运用知识的能力； 3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力； 4.是否具备一定的外文与计算机应用能力； 5.工科是否有经济分析能力。论文质量综合评价 1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表 2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何； 3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。选题符合教学计划要求，具有综合训练的目的，具有文献查阅的能力和计算机应用能力，立记正确，记述充分，分析处理正确，有应用价值，同意进行答辩。评阅人：年月日评价内容 1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到（设计）图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；目录目录摘要摘要第 1 章绪论.3 1.1 超声波电机的定义与发展历史 .3 1.2 超声波电机的基本工作原理 .5 1.3 超声波电机的分类 .6 1.4 超声波电机的特点和应用 .6 1.5 超声波电机技术的展望 .7 第 2 章超声波电机的运动机理.8 2.1 椭圆运动的分析 8 2.2 驻波的产生及行波的合成 10 第 3 章超声波电机的理论计算与设计.13 3.1 定子谐振频率的计算 .13 3.2 压电陶瓷换能器的设计和制作 .16 3.2.1 压电陶瓷的设计 16 3.2.2 压电陶瓷材料的选用 17 3.2.3 压电陶瓷的接线方式 17 3.3 定子的设计及制作 .19 3.3.1 定子尺寸与行波超声波电机输出特性的关系 19 3.3.2 定子的内外径尺寸的选择 21 3.3.3 定子的振动模态的选择 21 3.3.4 定子的齿形齿数设计 21 3.3.5 定子的结构设计 22 3.3.7 定子材料的选择 .23 3.4 转子的设计及制作 .24 3.4.1 超声波电机转子的柔性要求 24 3.4.2 定转子径向弯曲配合 25 3.4. 摩擦层的设计 .26 3.5 定转子设计的总结 .26 第 4 章超声波电机的驱动控制技术.27 第 5 章超声波电机整体结构设计.30 第 6 章全文总结.32 参考文献.33 致谢.34 附录英文翻译译文.35 超声波电机的设计超声波电机的设计摘要：摘要：超声波电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的新概念、新原理电机。与传统电磁型电机截然不同，其驱动力矩并非由电磁感应产生，它利用压电陶瓷的压电效应使定子产生超声波振动，通过定子和转子间的摩擦力来驱动转子。由于超声波电机特殊的工作原理，它具有很多传统电磁电机无法比拟的优越性能，如结构紧凑、低速大转矩、响应速度快、不受磁场影响、断电自锁、可直接驱动负载等。正是由于超声波电机具有许多的优点和广阔的应用前景，成为当前世界范围内的一门新兴前沿课题。本文主要以超声波电机为研究对象，设计超声波电机的实验样机。研究的主要内容可概括如下：系统地总结国内外超声波电机的发展历史和重要意义，介